CN113210553A - 预应力多孔锚具加工设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了预应力多孔锚具加工设备，包括机架，机架上设置有位置相对的上模和下模，其特征在于，当限位板传送至下模时，两个相对应的限位板与设置在传送带下方的底座相卡接，使得两个相对应的限位板构成圆环，控制模块控制传送带停止运动，使得传送带被包裹在下模、底座以及两个相对应的限位板形成的空腔内，其下模顶部与两个相对应的限位板之间形成用于放置坯料的料筒，使得下模上的圆度冲头形成圆度孔，再通过上模对坯料进行挤压，锥度冲头与圆度冲头相对应的端面相接触挤压形成与圆度孔贯穿的锥度孔，进而得到锚具板，最后，启动传送带，使得限位板脱离底座，两个相对应的限位板夹持锚具板脱离下模，锚具板落入传送带进入下一工序。

Description

预应力多孔锚具加工设备及工艺

技术领域

本发明涉及预应力锚具制作的技术领域，具体涉及预应力多孔锚具加工设备及工艺。

背景技术

随着预应力技术的发展，预应力锚具在预应力工程中应用比例越来越大，比如：混凝土预应力张拉用的锚具，一般在桥梁施工中经常用到，通常是预先安装好定位，埋在混凝土的两端，也就是波纹管的两个端头，这样，是为了张拉时千斤顶的稳定作用而设置的断面。除此之外，预应力锚具广泛应用于公路桥梁、铁路桥梁、城市立交、城市轻轨等项目工程中。

而预应力锚具生产工艺通常是使用圆棒料，对圆棒料夹持进行钻、粗铰、精铰、铣等机加工才可以完成，而且，每一项机加工之间运输，也需要通过人为夹持该元件进行运输，使得人力成本增加，整个生产过程机加工量大，材料利用率低；另外，在加工过程中，因产品存在锥度孔，需要通过钻孔-粗铰孔-精铰孔等工序才能实现，整个过程加工成本大。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种既能通过挤压方式即得到预应力锚具，又能使得预应力锚具的坯料发生显著的动态再结晶，极大地提高坯料晶粒的细化效果的预应力多孔锚具加工设备及工艺。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

预应力多孔锚具加工设备，包括机架，所述机架上设置有位置相对的上模和下模，所述上模底部均布有多个锥度冲头，所述下模顶部均布有多个与锥度冲头对应的圆度冲头，所述下模上设置有加热棒，所述下模下方设置有沿传送方向移动的传送带，所述传送带两侧均布有多个间隔设置的限位板，每个所述限位板均呈半环形，当限位板传送至下模时，两个相对应的限位板与设置在传送带下方的底座相卡接，使得两个相对应的限位板构成圆环，设置在限位板上的压力传感器将信息传递至控制模块，控制模块控制传送带停止运动，使得传送带被包裹在下模、底座以及两个相对应的限位板形成的空腔内，其下模顶部与两个相对应的限位板之间形成用于放置坯料的料筒，使得下模上的圆度冲头形成圆度孔，再通过上模对坯料进行挤压，锥度冲头与圆度冲头相对应的端面相接触挤压形成与圆度孔贯穿的锥度孔，进而得到锚具板，最后，启动传送带，使得限位板脱离底座，两个相对应的限位板夹持锚具板脱离下模，锚具板落入传送带进入下一工序。

本发明的操作原理和有益效果在于：

首先，启动传送带，传送带带动限位板朝向下模方向移动，当限位板运输到下模位置时，限位板与设置在传送带下方的底座相卡接，这时，传送带停止运动，使得两个相对应的限位板与下模顶部形成用于放置坯料的料筒，又由于下模顶部均布有多个与锥度冲头对应的圆度冲头，这时，坯料底部首先形成了圆度孔；

然后，再启动上模向下模逐渐靠拢，使得锥度冲头对坯料进行挤压，其次，在上模向下模逐渐靠拢时，上模底部也会与坯料相接触，并挤压，直到锥度冲头与圆度冲头的相对应的端面相接触形成锚具锥度孔时，才停止上模向下运行；

而此时的坯料由于受到多次的挤压，受到较大的变形，进而产生较大的应变量，因此，累计较多的应变量会加速坯料在成形时的动态再结晶程度，动态再结晶程度的加深会使得板材的晶粒拥有更多的等轴晶粒，减少了粗大晶粒的生成，使得锚具板拥有更好的塑性以及更高的强度；

最后，再启动传送带，传送带带动限位板沿传送方向运动，又由于坯料在挤压成形时对两个相对设置的限位板内侧产生挤压，使得两个相对应的限位板对锚具板产生夹持力，在限位板移动时也会带动锚具板移动，进而使得锚具板脱离下模，落入到传送带上，继续下一个工序。

进一步，所述锥度冲头从上至下分为三段，分别为第一段挤压侧面、第二段转角侧面以及第三段挤压侧面，所述第一段挤压侧面和第三段挤压侧面均向锥度冲头中心线方向倾斜设置，所述第二段转角侧面呈竖向设置，使得第一段挤压侧面与第二段转角侧面形成的内角大于第三段挤压侧面与第二段转角侧面形成的内角。

通过第一段挤压侧面、第二段转角侧面以及第三段挤压侧面形成了多次对坯料的挤压，而第一段挤压侧面与第二段转角侧面形成的内角大于第三段挤压侧面与第二段转角侧面形成的内角，使得坯料在不同程度折弯处进行挤压，进而使得在一定程度上削弱了坯料沿挤压方向的带状组织和强烈的基面织构。而且随着挤压次数以及折弯处的增加，坯料累积的应变不断增大，从而使得其内部的位错密度增加，促进动态再结晶的进行、有效地细化晶粒。

进一步，所述机架上设置有挤压机，所述挤压机底部设置有与上模连接的固定板，所述固定板上设置有多个连接螺钉，使得固定板通过所述连接螺钉固定在所述挤压机上。挤压机在一定的行程内运动就带着上模对放置在料筒里的坯料进行成形。

进一步，每个限位板底部设置有呈条状的卡条，所述底座两侧分别设置有供卡条插入且呈条状的通孔，当限位板运动至下模时，使得所述通孔内壁与所述卡条相卡接。

这样设计，使得卡条与下模面接触产生一定的摩擦力，进而卡条与下模锁死密封，保证其下模与两个相对应的限位板之间形成的料筒的底部密封性更好。

进一步，所述卡条可与设置在机架上的机械手相抵，使得机械手与卡条相抵并推动卡条脱离通孔。当传送带的力度不足以使得限位板脱离下模时，通过机械手与卡条相抵并推动卡条脱离底座的通孔，进而使得传送带带动限位板脱离下模，完成锚具板的移动。

进一步，所述机架上还设置有温度控制装置，所述温度控制装置电连接所述加热棒。通过温度控制装置反馈的温度数据来控制加热棒的电流大小，进而控制加热温度，保证坯料在一定温度范围内加热，提高镁合金晶粒的细化效果。

进一步，所述温度控制装置包括温度传感器、温度控制器以及为温度传感器和温度传感器供电的电源，所述温度传感器设置在下模内，且用于测量坯料温度，所述温度传感器与所述温度控制器相连，所述温度控制器与所述加热棒相连。

其原理是通过将上述部件相连，且温度传感器放置在下模中用以直接测量温度数据，温度传感器的另一端就接入到温度控制器上，其测量的温度数据就反馈到温度控制器中，温度控制器根据温度的变化控制输入加热棒的电流大小，进而控制温度。

预应力多孔锚具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：将坯料放置在加热炉中加热到350℃-450℃的工艺温度，同时，启动加热棒将下模进行预热，保持温度在低于坯料温度10℃；

步骤二：启动传送带，限位板随传送带传送至下模，两个相对应的限位板与设置在传送带下方的底座相卡接，同时，传送带停止运动，使得下模顶部与两个相对应的限位板之间形成用于放置坯料的料筒；

步骤三：将步骤一加热后的坯料放入料筒内，同时，启动温度控制装置，调节加热棒的加热温度，使得下模上的圆度冲头形成圆度孔；

步骤四：再启动挤压机，控制上模迅速压下，使得锥度冲头与圆度冲头相对的端面相抵，同时，阻止上模继续向下压下，这时，控制上模复位，进而得到锚具板；

步骤五：启动传送带，使得限位板夹持锚具板脱离下模，锚具板落入传送带进入下一工序。

进一步，在步骤二中，通过设置在限位板上的压力传感器将限位板与底座卡接信息传递至控制模块，由控制模块控制传送带停止运动。这样，更加智能化。

进一步，在步骤五中，通过机械手推动卡条，卡条带动限位板脱离通孔，使得限位板脱离下模。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、本发明改变传统的生产工艺，采用挤压的方式将锚具板的多个孔一次性挤压成形，尤其是锥度孔是直接成形，减少了铰孔工序，节约了人员和设备投入，产品经过多次挤压在一定程度上削弱了坯料沿挤压方向的带状组织和强烈的基面织构。而且随着挤压次数以及折弯处的增加，坯料累积的应变不断增大，从而使得其内部的位错密度增加，促进动态再结晶的进行、有效地细化晶粒。

2、本发明通过传送带带动限位板移动，实现限位板与下模的卡接和脱离，进而实现两个状态，第一个状态是坯料未成形，限位板随传送带移动到下模并与底座及下模卡接，使得下模与两个相对的限位板之间形成放置坯料的料筒；第二个状态是坯料已成形，限位板随传送带远离下模，由于两个相对的限位板在经坯料挤压后，对成形后的锚具板有夹持的作用，限位板移动时，其锚具板也随着限位板而移动，脱离下模。

3、本发明采用自动化生产，通过控制模块来控制传送带运动停止，进而实现锚具板挤压存放的料筒以及锚具脱离下模，可减少常用的预制坯工序，节省工序，减少人员和设备，提高生产效率，降低成本。

4、本发明的锚具板的多孔采用两部分组成，一部分是直接通过下模的圆度冲头形成圆度孔，而且圆度冲头及锥度冲头可拆卸连接，可根据需求，布置多孔的位置及个数，同时，圆度孔是直接形成并不会产生钻孔的废屑；另一部分是通过上模向坯料挤压形成的锥度孔，锥度孔挤压形成并与圆度孔贯穿，这样挤压过程中，使得坯料累积的应变不断增大，从而使得其内部的位错密度增加，促进动态再结晶的进行、有效地细化晶粒。

5、本发明容易实施、减少加工工序，节约了人员和设备投入，提高产品性能，其适用范围广，推广后具有良好的经济效益。

附图说明

图1为本发明预应力多孔锚具加工设备的结构示意图。

图2为图1中B处的局部放大图。

图3为本发明预应力多孔锚具加工设备加工得到的预应力多孔锚具的俯视图。

图4为图3中A-A的剖视图。

图中：挤压机1、上模2、锥度冲头3、限位板4、坯料5、下模6、传送带7、机械手8、卡条9、圆度冲头10、锚具板11、锥度孔12、圆度孔13、底座14。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

本实施例：参见图1-图4，预应力多孔锚具加工设备，包括机架，机架上设置有位置相对的上模2和下模6，其中，机架上设置有挤压机1，挤压机1底部设置有与上模2连接的固定板，固定板上设置有多个连接螺钉，使得固定板通过连接螺钉固定在挤压机1上，挤压机1在一定的行程内运动就带着上模2朝向下模6往复运动。

上模2底部均布有多个锥度冲头3，下模6顶部均布有多个与锥度冲头3对应的圆度冲头10，下模6上设置有加热棒，下模6下方设置有沿传送方向移动的传送带7，传送带7两侧均布有多个间隔设置的限位板4，每个限位板4均呈半环形，且每个限位板4底部设置有呈条状的卡条9，而设置在传送带7下方的底座14两侧分别设置有供卡条插入且呈条状的通孔，当限位板4传送至下模6时，两个相对应的限位板4与所述通孔相卡接，使得两个相对应的限位板4构成圆环。

这样，使得卡条9与下模6面接触产生一定的摩擦力，进而卡条9与下模6锁死密封，保证其下模6与两个相对应的限位板4之间形成的料筒的底部密封性更好。

同时，当限位板4传送至下模6时，设置在限位板4上的压力传感器将信息传递至控制模块，控制模块控制传送带7停止运动，使得传送带7被包裹在下模6、底座14以及两个相对应的限位板4形成的空腔内，其使得下模6上的圆度冲头10形成圆度孔13，再通过上模2对坯料5进行挤压，锥度冲头3与圆度冲头10相对应的端面相接触挤压形成与圆度孔13贯穿的锥度孔12，进而得到锚具板11，最后，启动传送带7，使得限位板4脱离底座14，两个相对应的限位板4夹持锚具板11脱离下模6，锚具板11落入传送带7进入下一工序。

另外，当传送带7的力度不足以使得限位板4脱离下模6时，卡条9可与设置在机架上的机械手8相抵，使得机械手8与卡条9相抵并推动卡条9脱离通孔，即通过机械手8与卡条9相抵并推动卡条9脱离底座14的通孔，进而使得传送带7带动限位板4脱离下模6，完成锚具板11的移动。

其中，锥度冲头3从上至下分为三段，分别为第一段挤压侧面B1、第二段转角侧面B2以及第三段挤压侧面B3，第一段挤压侧面B1和第三段挤压侧面B3均向锥度冲头3中心线方向倾斜设置，第二段转角侧面B2呈竖向设置，使得第一段挤压侧面B1与第二段转角侧面B2形成的内角大于第三段挤压侧面B3与第二段转角侧面B2形成的内角。

通过第一段挤压侧面B1、第二段转角侧面B2以及第三段挤压侧面B3形成了多次对坯料5的挤压，而第一段挤压侧面B1与第二段转角侧面B2形成的内角大于第三段挤压侧面B3与第二段转角侧面B2形成的内角，使得坯料5在不同程度折弯处进行挤压，进而使得在一定程度上削弱了坯料5沿挤压方向的带状组织和强烈的基面织构。而且随着挤压次数以及折弯处的增加，坯料5累积的应变不断增大，从而使得其内部的位错密度增加，促进动态再结晶的进行、有效地细化晶粒。

机架上还设置有温度控制装置，温度控制装置电连接加热棒。通过温度控制装置反馈的温度数据来控制加热棒的电流大小，进而控制加热温度，保证坯料5在一定温度范围内加热，提高镁合金晶粒的细化效果。

温度控制装置包括温度传感器、温度控制器以及为温度传感器和温度传感器供电的电源，温度传感器设置在下模6内，且用于测量坯料5温度，温度传感器与温度控制器相连，温度控制器与加热棒相连。

其原理是通过将上述部件相连，且温度传感器放置在下模6中用以直接测量温度数据，温度传感器的另一端就接入到温度控制器上，其测量的温度数据就反馈到温度控制器中，温度控制器根据温度的变化控制输入加热棒的电流大小，进而控制温度。

预应力多孔锚具加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：将坯料5放置在加热炉中加热到350℃-450℃的工艺温度，同时，启动加热棒将下模6进行预热，保持温度在低于坯料5温度10℃；

步骤二：启动传送带7，限位板4随传送带7传送至下模6，两个相对应的限位板4与设置在传送带7下方的底座14相卡接，同时，通过设置在限位板4上的压力传感器将限位板4与底座14卡接信息传递至控制模块，由控制模块控制传送带7停止运动，更加智能化，使得下模6顶部与两个相对应的限位板4之间形成用于放置坯料5的料筒；

步骤三：将步骤一加热后的坯料5放入料筒内，同时，启动温度控制装置，调节加热棒的加热温度，使得下模6上的圆度冲头10形成圆度孔13；

步骤四：再启动挤压机1，控制上模2迅速压下，使得锥度冲头3与圆度冲头10相对的端面相抵，同时，阻止上模2继续向下压下，这时，控制上模2复位，进而得到锚具板11；

步骤五：启动传送带7，使得限位板4夹持锚具板11脱离下模6，还可通过机械手8推动卡条9，卡条9带动限位板4脱离通孔，使得限位板4脱离下模6，锚具板11落入传送带7进入下一工序。

本发明的操作过程及效果如下：

首先，启动传送带7，传送带7带动限位板4朝向下模6方向移动，当限位板4运输到下模6位置时，限位板4与设置在传送带7下方的底座14相卡接，这时，传送带7停止运动，使得两个相对应的限位板4与下模6顶部形成用于放置坯料5的料筒，又由于下模6顶部均布有多个与锥度冲头3对应的圆度冲头10，这时，坯料5底部首先形成了圆度孔13；

然后，再启动上模2向下模6逐渐靠拢，使得锥度冲头3对坯料5进行挤压，其次，在上模2向下模6逐渐靠拢时，上模2底部也会与坯料5相接触，并挤压，直到锥度冲头3与圆度冲头10的相对应的端面相接触形成锚具锥度孔12时，才停止上模2向下运行；

而此时的坯料5由于受到多次的挤压，受到较大的变形，进而产生较大的应变量，因此，累计较多的应变量会加速坯料5在成形时的动态再结晶程度，动态再结晶程度的加深会使得板材的晶粒拥有更多的等轴晶粒，减少了粗大晶粒的生成，使得锚具板11拥有更好的塑性以及更高的强度；

最后，再启动传送带7，传送带7带动限位板4沿传送方向运动，又由于坯料5在挤压成形时对两个相对设置的限位板4内侧产生挤压，使得两个相对应的限位板4对锚具板11产生夹持力，在限位板4移动时也会带动锚具板11移动，进而使得锚具板11脱离下模6，落入到传送带7上，继续下一个工序。

本发明改变传统的生产工艺，采用挤压的方式将锚具板11的多个孔一次性挤压成形，尤其是锥度孔12是直接成形，减少了铰孔工序，节约了人员和设备投入，产品经过多次挤压在一定程度上削弱了坯料5沿挤压方向的带状组织和强烈的基面织构。而且随着挤压次数以及折弯处的增加，坯料5累积的应变不断增大，从而使得其内部的位错密度增加，促进动态再结晶的进行、有效地细化晶粒。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.预应力多孔锚具加工设备，包括机架，所述机架上设置有位置相对的上模和下模，其特征在于，所述上模底部均布有多个锥度冲头，所述下模顶部均布有多个与锥度冲头对应的圆度冲头，所述下模上设置有加热棒，所述下模下方设置有沿传送方向移动的传送带，所述传送带两侧均布有多个间隔设置的限位板，每个所述限位板均呈半环形，当限位板传送至下模时，两个相对应的限位板与设置在传送带下方的底座相卡接，使得两个相对应的限位板构成圆环，设置在限位板上的压力传感器将信息传递至控制模块，控制模块控制传送带停止运动，使得传送带被包裹在下模、底座以及两个相对应的限位板形成的空腔内，其下模顶部与两个相对应的限位板之间形成用于放置坯料的料筒，使得下模上的圆度冲头形成圆度孔，再通过上模对坯料进行挤压，锥度冲头与圆度冲头相对应的端面相接触挤压形成与圆度孔贯穿的锥度孔，进而得到锚具板，最后，启动传送带，使得限位板脱离底座，两个相对应的限位板夹持锚具板脱离下模，锚具板落入传送带进入下一工序。

2.根据权利要求1所述的预应力多孔锚具加工设备，其特征在于，所述锥度冲头从上至下分为三段，分别为第一段挤压侧面、第二段转角侧面以及第三段挤压侧面，所述第一段挤压侧面和第三段挤压侧面均向锥度冲头中心线方向倾斜设置，所述第二段转角侧面呈竖向设置，使得第一段挤压侧面与第二段转角侧面形成的内角大于第三段挤压侧面与第二段转角侧面形成的内角。

3.根据权利要求1-2任一项所述的预应力多孔锚具加工设备，其特征在于，所述机架上设置有挤压机，所述挤压机底部设置有与上模连接的固定板，所述固定板上设置有多个连接螺钉，使得固定板通过所述连接螺钉固定在所述挤压机上。

4.根据权利要求1-2任一项所述的预应力多孔锚具加工设备，其特征在于，每个限位板底部设置有呈条状的卡条，所述底座两侧分别设置有供卡条插入且呈条状的通孔，当限位板运动至下模时，使得所述通孔内壁与所述卡条相卡接。

5.根据权利要求4所述的预应力多孔锚具加工设备，其特征在于，所述卡条可与设置在机架上的机械手相抵，使得机械手与卡条相抵并推动卡条脱离通孔。

6.根据权利要求5所述的预应力多孔锚具加工设备，其特征在于，所述机架上还设置有温度控制装置，所述温度控制装置电连接所述加热棒。

7.根据权利要求6所述的预应力多孔锚具加工设备，其特征在于，所述温度控制装置包括温度传感器、温度控制器以及为温度传感器和温度传感器供电的电源，所述温度传感器设置在下模内，且用于测量坯料温度，所述温度传感器与所述温度控制器相连，所述温度控制器与所述加热棒相连。

8.根据权利要求1-7任一项所述的加工设备的预应力多孔锚具加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将坯料放置在加热炉中加热到350℃-450℃的工艺温度，同时，启动加热棒将下模进行预热，保持温度在低于坯料温度10℃；

步骤二：启动传送带，限位板随传送带传送至下模，两个相对应的限位板与设置在传送带下方的底座相卡接，同时，传送带停止运动，使得下模顶部与两个相对应的限位板之间形成用于放置坯料的料筒；

步骤三：将步骤一加热后的坯料放入料筒内，同时，启动温度控制装置，调节加热棒的加热温度，使得下模上的圆度冲头形成圆度孔；

步骤四：再启动挤压机，控制上模迅速压下，使得锥度冲头与圆度冲头相对的端面相抵，同时，阻止上模继续向下压下，这时，控制上模复位，进而得到锚具板；

步骤五：启动传送带，使得限位板夹持锚具板脱离下模，锚具板落入传送带进入下一工序。

9.根据权利要求8所述的预应力多孔锚具加工工艺，其特征在于，在步骤二中，通过设置在限位板上的压力传感器将限位板与底座卡接信息传递至控制模块，由控制模块控制传送带停止运动。

10.根据权利要求7-8任一项所述的预应力多孔锚具加工工艺，其特征在于，在步骤五中，通过机械手推动卡条，卡条带动限位板脱离通孔，使得限位板脱离下模。

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